Нанодатчики на основе углеродных нанотрубок научились распознавать белки
Исследователи MIT разработали новый метод обнаружения белков с помощью углеродных нанотрубок. Впервые удалось создать синтетические участки распознавания для фибриногена — ключевого белка системы свертывания крови.
Как это работает
Метод Corona Phase Molecular Recognition (CoPhMoRe) использует взаимодействие полимера с поверхностью флуоресцентной однослойной углеродной нанотрубки:
- Полимер оборачивается вокруг нанотрубки
- Часть полимера прикрепляется к поверхности, а часть формирует наружную корону (corona)
- Трехмерная структура короны специфически связывается с целевой молекулой
- Связывание изменяет флуоресценцию нанотрубки, что позволяет измерить концентрацию белка
Открытие сенсора для фибриногена
Ученые протестировали нанотрубки, обернутые в 20 различных полимеров (ДНК, РНК, полиэтиленгликоль), против 14 белков человеческой крови. Обнаружено специфическое взаимодействие между одной из модифицированных нанотрубок и фибриногеном.
"Химик или биолог не смог бы предсказать заранее, что между фибриногеном и этой коронной фазой должно быть какое-либо сродство. Это действительно новый вид молекулярного распознавания", — говорит профессор Майкл Страно.
Практическое применение
Датчик для фибриногена может:
- Контролировать свертываемость крови у пациентов, принимающих антикоагулянты
- Рассчитывать более точные дозировки препаратов
- Использоваться перед хирургическими операциями
- Мониторить заживление ран
Преимущества и перспективы
Синтетические системы распознавания более стабильны, чем природные антитела или аптамеры. В 2013 году было показано, что сенсоры на углеродных нанотрубках могут оставаться активными в организме мышей более года.
Исследователи также достигли прогресса в создании сенсора для инсулина и рассматривают возможность обнаружения:
- Тропонина (маркер повреждения сердца)
- Белков, ассоциированных с раком
- Других биомаркеров
"Измеряя терапевтические маркеры в организме человека в реальном времени, мы можем создать более умные системы доставки лекарств, которые высвобождают препараты в точных количествах. Однако измерение этих биомаркеров — первый шаг", — отмечает Страно.
